西門(mén)子S12電源模塊6SL3120-1TE21-8AB0詳解

　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）用數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào)，以提高系統(tǒng)的可靠性、精確度和抗干擾能力，并延長(zhǎng)信息傳輸?shù)木嚯x。它既是一個(gè)開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)一種全分布的控制系統(tǒng)，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)，它以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，把掛接在總線上相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、綜合自動(dòng)化等多項(xiàng)功能。
　　FCS用“工作站－現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表"的二層機(jī)構(gòu)完成了集散控制系統(tǒng)（DCS）“操作站－控制站－現(xiàn)場(chǎng)儀表"的三層結(jié)構(gòu)模式，降低了成本，提高了可靠性，且在統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下可實(shí)現(xiàn)真正的開(kāi)放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是一種正在發(fā)展的很有前途的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
　　目前代表性的現(xiàn)場(chǎng)總線是PROFIBUS（Process Fieldbus）。PROFIBUS是由SIEMENS公司推出的一種開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，1989年成為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN19245，1996年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170，1999年12月被接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的一部分。用于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的底層，即車(chē)間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制;使用于分散的、具有通訊接口的現(xiàn)場(chǎng)受控設(shè)備對(duì)底層設(shè)備有較高的數(shù)據(jù)集成和遠(yuǎn)程診斷、故障報(bào)警及數(shù)字化要求的系統(tǒng)。
　　PROFIBUS遵循ISO/OSI模型，其通信模型由三層構(gòu)成:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。PROFIBUS由三部分組成，PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范）、PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分散型外圍設(shè)備）、PROFIBUS-PA（Process Automation，過(guò)程自動(dòng)化）。其中PROFIBUS-DP已廣泛適用于水電站自動(dòng)化領(lǐng)域。
2 PROFIBUS-DP的特性及系統(tǒng)組成
2.1 PROFIBUS-DP的特性
　　PROFIBUS-DP使用物理層，數(shù)據(jù)鏈接層和用戶接口，用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站地輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站程序循環(huán)時(shí)間短。此外，PROFIBUS-DP還提供智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理及復(fù)雜設(shè)備在運(yùn)行中參數(shù)的確定。
PROFIBUS-DP基本功能和特性如下:
（1） 遠(yuǎn)程離高速通信
　　支持9.6Kbps到12Mbps的傳輸速率; 12Mbps時(shí)最大傳輸距離為100m，1.5Mbps時(shí)為200m，另外還可以用中繼器延長(zhǎng);
（2） 分布式結(jié)構(gòu)
各主站間令牌傳遞，主站與從站為主－從傳送;每段可有32個(gè)站，用連接線可擴(kuò)展到126個(gè)站;
（3） 易于安裝，開(kāi)放式的通訊網(wǎng)絡(luò);
（4） 可靠性高，具備自診斷功能。
　　PROFIBUS-DP主站分為一類(lèi)主站和二類(lèi)主站。一類(lèi)主站完成總線通信控制與管理，完成周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)，包括PLC、PC或可做一類(lèi)主站的控制器。二類(lèi)主站完成非周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)，如數(shù)據(jù)讀寫(xiě)、系統(tǒng)配置、故障診斷等，包括操作員工作站（如PC機(jī)加圖形監(jiān)控軟件）、編程器、HMI等。PROFIBUS-DP從站主要進(jìn)行輸入、輸出信號(hào)采集和發(fā)送，包括PLC或其他控制器、分散式I/O、智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等。

2.2 系統(tǒng)組成
　　為便于敘述和理解，現(xiàn)組成一個(gè)雙主站單從站的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。具體配置如下:

圖1 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)
（1） 硬件:帶Siemens CP5611卡的PC機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)配置為一類(lèi)主站，另一臺(tái)配置為二類(lèi)主站;從站為Siemens S7-200 系列PLC的CPU224一塊，帶Siemens EM277DP通訊模塊;三個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接器;連接線為雙絞線。
（2） 軟件:用于軟件編程的STEP7-MICROWIN3.2和用于實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATIC NET6.0。
3 PROFIBUS-DP主站和從站的組態(tài)
3.1 一類(lèi)主站的組態(tài)
　　在PC1（一類(lèi)主站）使用SIMATIC net 6.0軟件來(lái)組態(tài)整個(gè)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。具體步驟如下:
（1） 使用SIMATIC程序組中的Configuration Console設(shè)定PROFIBUS的模式為Configured Mode，插槽號(hào)隨意，如圖2所示:

圖2 Configuration Console
（2） 用PC Station Wizard進(jìn)行一系列簡(jiǎn)單的設(shè)置后新建一個(gè)工程
設(shè)置CP5611的參數(shù):網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型設(shè)為PROFIBUS，站地址為1（也可為其他值，但不能重復(fù)，其他站點(diǎn)地址的設(shè)定與此類(lèi)同）;加上PROFIBUS-DP總線（DP master system（1）），并把CP5611設(shè)為DP-Master（即一類(lèi)主站）。導(dǎo)入EM277的GSD文件，在視窗右側(cè)的從站設(shè)備欄里面就可以找到EM277模塊了。將EM277圖標(biāo)拖到DP總線上，站地址為設(shè)置2，V存儲(chǔ)器偏移量本例設(shè)置為4000，然后根據(jù)需要設(shè)定EM277的發(fā)送和接收緩沖區(qū)大小。最后將配置結(jié)果下載到模塊。結(jié)果如圖3所示:

圖3 一類(lèi)主站的組態(tài)
　　至此，本PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一類(lèi)主站與從站的主從關(guān)系已經(jīng)確立了。下面接著配置二類(lèi)主站。

3.2 二類(lèi)主站的組態(tài)
（1） 同樣還是在PC1上，在圖3的界面中點(diǎn)擊圖標(biāo) （Configure Network），彈出如圖4的界面。添加一個(gè)SIMATIC PC Station（此時(shí)這個(gè)PC Station還沒(méi)有掛到DP網(wǎng)上），并雙擊它，彈出如圖5的窗口（此窗口與圖3類(lèi)同）。手動(dòng)添加OPC Server和CP5611，槽位隨意。將CP5611站點(diǎn)地址設(shè)為3，從屬于之前添加的DP網(wǎng)，并設(shè)定為DP Master Class 2（即二類(lèi)主站），將配置結(jié)果下載到模塊。再次點(diǎn)擊 ，可看到PC Station掛到DP網(wǎng)上了。

圖4 Configure Network

圖5 二類(lèi)主站的組態(tài)
（2） 現(xiàn)在操作對(duì)象轉(zhuǎn)到PC2上。同樣運(yùn)行Configuration Console，設(shè)置也與PC1相同。打開(kāi)PC Station Wizard新建一個(gè)工程。將CP5611設(shè)為DP Master Class 2，站地址設(shè)為3，同樣要從屬于DP master system（1）。將配置結(jié)果下載到模塊。
3.3 從站的組態(tài)
　　為了將EM277作為一個(gè)DP從站使用，必須設(shè)定與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址（之前設(shè)定的地址為2）。從站地址是使用EM277模塊上的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)設(shè)定的。在變動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)之后，用戶必須重新啟動(dòng)CPU電源。